本實(shí)用新型涉及一種懸架系統(tǒng)及使用該懸架系統(tǒng)的車輛。

背景技術(shù)：

車輛懸架上設(shè)置有彈性阻尼系統(tǒng)，在彈性阻尼系統(tǒng)的作用下，車輛能夠迅速衰減來(lái)自路面的沖擊和振動(dòng)，進(jìn)而提高車輛的行駛平順性和乘客的乘坐舒適性。

彈性阻尼系統(tǒng)影響的車輛懸架的剛度，為了保證乘坐舒適性和行駛平順性，根據(jù)不同的行駛路況彈性阻尼系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)調(diào)整懸架的剛度，當(dāng)車輛遇到凹坑時(shí)，車輛的車橋下移，需要減小懸架的剛度，當(dāng)車輛遇到凸起時(shí)，車輛的車橋上跳，此時(shí)需要懸架的剛度增大。為了達(dá)到這一目的，例如公布日為2012.06.12、公布號(hào)為CN 102678808A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種剛度和阻尼聯(lián)合調(diào)節(jié)的減振系統(tǒng)，該減振系統(tǒng)包括彈性元件和阻尼元件，阻尼元件即阻尼器，彈性元件為空氣彈簧，阻尼器為磁流變減振器，空氣彈簧和減振器并聯(lián)設(shè)置在懸架上連接板和懸架底板之間，懸架安裝在車輛上時(shí)，懸架底板與車橋固定連接，懸架上連接板與車身下側(cè)固定以承載車身重量，空氣彈簧的上支架與懸架上連接板固定連接，空氣彈簧下支架與懸架底板連接，減振器上支架與懸架上連接板鉸接，減振器下支架與懸架底板鉸接?？諝鈴椈缮戏謩e連接有附加氣室和供氣系統(tǒng)，空氣彈簧與附加氣室之間設(shè)有定位控制閥，空氣彈簧與供氣系統(tǒng)之間設(shè)有高度控制閥，高度控制閥由控制桿控制，控制桿一端與高度控制閥連接，另一端與懸架底板鉸接，不同的承載工況下，空氣彈簧的初始工作位置由高度控制閥控制調(diào)整，當(dāng)空氣彈簧處于壓縮或者拉伸狀態(tài)時(shí)，蓋度控制閥在控制桿作用下開啟其內(nèi)的充氣閥或排氣閥，供氣系統(tǒng)向空氣彈簧內(nèi)充氣或者排氣，當(dāng)空氣彈簧恢復(fù)到其平衡位置，閥門關(guān)閉，這樣可確?？諝鈴椈傻墓ぷ餍谐淘谄淦胶馕恢酶浇?。

上述減振系統(tǒng)雖然能夠改變懸架的剛度，但是，由于該減振系統(tǒng)通過供氣系統(tǒng)向空氣彈簧充氣或排氣來(lái)控制懸架的剛度，充氣或者排氣均有閥門控制，因此，充氣或者排氣會(huì)出現(xiàn)一定時(shí)間的延遲，上述減振系統(tǒng)不能夠及時(shí)改變車輛懸架的剛度，車輛在行駛過程中仍然存在車輛行駛平順性差、乘坐舒適性差的技術(shù)問題。同時(shí)，上述減振系統(tǒng)在安裝時(shí)，不僅需要安裝空氣彈簧，在空氣彈簧上連接供氣系統(tǒng)和附加氣室，而且需要對(duì)供氣系統(tǒng)和附加氣室進(jìn)行安裝固定，還要在空氣彈簧與供氣系統(tǒng)之間設(shè)置高度控制閥，在空氣彈簧與附加氣室之間設(shè)置定位控制閥，高度控制閥由控制桿控制，還要在懸架上連接控制桿，因此，如果在車輛懸架上設(shè)置上述減振系統(tǒng)，不僅安裝過程十分復(fù)雜繁瑣，而且空氣彈簧的附加結(jié)構(gòu)會(huì)占用很大的空間，為車輛底盤增加負(fù)擔(dān)。另外，由于上述減振系統(tǒng)的附加結(jié)構(gòu)較多，使得減振系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不便于維修和保養(yǎng)，進(jìn)而可能增加維修保養(yǎng)的費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種懸架系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中懸架系統(tǒng)不能根據(jù)路況及時(shí)改變懸架剛度造成車輛行駛平順性差、乘坐舒適性差的技術(shù)問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種懸架系統(tǒng)，包括車橋，還包括中心軸線沿上下方向延伸的、一端用于與車架鉸接、另一端與車橋鉸接的彈性元件和軸線沿前后方向延伸的、一端與車橋鉸接、另一端用于與車架鉸接的擺桿，所述彈性元件與車橋的鉸接軸線、擺桿與車橋的鉸接軸線同軸或者平行且均與車橋的軸線平行，所述擺桿的用于與車架鉸接的一端與車架鉸接后低于其與車橋鉸接的一端，所述擺桿能夠繞其與車架鉸接的一端擺動(dòng)且與水平面形成夾角a，所述彈性元件能夠繞其與車架鉸接的一端擺動(dòng)且其中心軸線與所述擺桿形成平面夾角或者異面夾角b，所述平面夾角或者異面夾角b的大小為0～90°。

所述彈性元件的中心軸線與擺桿位于同一平面內(nèi)，所述彈性元件的與車橋鉸接的一端與擺桿的與車橋鉸接的一端分別鉸接在車橋的同一位置處。

還包括阻尼器，所述阻尼器包括用于與車架固連的缸體，所述缸體內(nèi)上下導(dǎo)向裝配有活塞，缸體與活塞圍成密封的上空腔和下空腔，活塞連接有徑向延伸的撥桿，撥桿與車橋固連并且能夠伴隨著車橋的上下移動(dòng)而撥動(dòng)活塞上下導(dǎo)向移動(dòng)。

所述阻尼器為空氣阻尼器或油阻尼器。

所述彈性元件為螺旋彈簧。

一種車輛，包括車架和懸架系統(tǒng)，所述懸架系統(tǒng)包括車橋，還包括中心軸線沿上下方向延伸的、一端與車架鉸接、另一端與車橋鉸接的彈性元件和軸線沿前后方向延伸的、一端與車橋鉸接、另一端與車架鉸接的擺桿，所述彈性元件與車橋的鉸接軸線、擺桿與車橋的鉸接軸線同軸或者平行且均與車橋的軸線平行，所述擺桿與車架鉸接的一端與車架鉸接后低于其與車橋鉸接的一端，所述擺桿能夠繞其與車架鉸接的一端擺動(dòng)且與水平面形成夾角a，所述彈性元件能夠繞其與車架鉸接的一端擺動(dòng)且其中心軸線與所述擺桿形成平面夾角或者異面夾角b，所述平面夾角或者異面夾角b的大小為0～90°。

所述彈性元件的中心軸線與擺桿位于同一平面內(nèi)，所述彈性元件的與車橋鉸接的一端與擺桿的與車橋鉸接的一端分別鉸接在車橋的同一位置處。

還包括阻尼器，所述阻尼器包括與車架固連的缸體，所述缸體內(nèi)上下導(dǎo)向裝配有活塞，缸體與活塞圍成密封的上空腔和下空腔，活塞連接有徑向延伸的撥桿，撥桿與車橋固連并且能夠伴隨著車橋的上下移動(dòng)而撥動(dòng)活塞上下導(dǎo)向移動(dòng)。

根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛，其特征在于：所述阻尼器為空氣阻尼器或油阻尼器。

所述彈性元件為螺旋彈簧。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果：本實(shí)用新型的懸架系統(tǒng)包括彈性元件、擺桿，車橋的軸線沿左右方向延伸，彈性元件的中心軸線沿上下方向延伸，擺桿的軸線沿前后方向延伸，該懸架系統(tǒng)使用時(shí)，彈性元件的兩端分別與車橋和車架鉸接，彈性元件與車架鉸接的一端為固定端，與車橋鉸接的一端為活動(dòng)端；擺桿的兩端分別與車橋和車架鉸接，擺桿與車架鉸接的一端為固定端，與車橋鉸接的一端為活動(dòng)端，擺桿的固定端低于其活動(dòng)端，擺桿與水平面形成夾角a，彈性元件的中心軸線與擺桿形成平面夾角或者異面夾角b，所述平面夾角或者異面夾角b的大小為0～90°，當(dāng)車橋上下移動(dòng)時(shí)，彈性元件和擺桿能夠同時(shí)繞各自的固定端轉(zhuǎn)動(dòng)，夾角a和夾角b能夠同時(shí)增大或者同時(shí)變小，根據(jù)車橋的受力分析得出，車輛的懸架剛度當(dāng)a和b同時(shí)增大時(shí)，懸架剛度增大，當(dāng)a、b同時(shí)減小時(shí)，懸架剛度減小，且擺桿和彈性元件能夠伴隨車橋的上下移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，彈性元件和擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，a和b同時(shí)變化進(jìn)而懸架剛度也跟著變化，響應(yīng)迅速不延遲，且本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝時(shí)僅需將彈性元件、擺桿的兩端分別與車橋和車架鉸接即可，方便安裝提高生產(chǎn)效率。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，擺桿和彈性元件鉸接在車橋的同一位置處，擺桿對(duì)車橋的作用力和彈性元件對(duì)擺桿的作用力作用在車橋的同一位置處，減少車橋受到的剪切力。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，阻尼器的缸體內(nèi)的活塞與缸體圍成密封的上空腔和下空腔，撥桿的一端與車橋固連，另一端與活塞連接，當(dāng)車橋上下移動(dòng)時(shí)，撥桿隨車橋一起上下移動(dòng)進(jìn)而推動(dòng)活塞上下移動(dòng)，路面的激勵(lì)信息通過機(jī)械的方式實(shí)時(shí)傳遞給阻尼器，在沒有ECU的情況下實(shí)現(xiàn)路面工況的識(shí)別，保證剛度和阻尼同時(shí)隨路面激勵(lì)實(shí)時(shí)調(diào)整到最佳狀態(tài)。本實(shí)用新型中，彈性元件、擺桿與阻尼器聯(lián)合作用，當(dāng)車橋上下跳動(dòng)時(shí)，彈性元件和擺桿改變懸架的剛度，阻尼器能夠?qū)崟r(shí)衰減因路面激勵(lì)引起的車橋振動(dòng)，進(jìn)而提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型車輛的實(shí)施例1的簡(jiǎn)化示意圖；

圖2是本實(shí)用新型車輛的實(shí)施例1中阻尼器的簡(jiǎn)化示意圖；

圖3是本實(shí)用新型車輛的實(shí)施例1中車橋的受力分析圖；

圖中：1、車架，2、螺旋彈簧，3、擺桿，4、車橋，5、缸體，6、撥桿，7、活塞，8、密封圈。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型車輛的實(shí)施例1，如圖1、圖2所示，包括車架1和懸架系統(tǒng)，車架1用來(lái)承載車身重量，懸架系統(tǒng)安裝在車架上。懸架系統(tǒng)包括軸線沿左右方向延伸的車橋4，還包括彈性元件、阻尼器和擺桿3，彈性元件為連接在車架1與車橋4之間的螺旋彈簧2，螺旋彈簧2傾斜設(shè)置且中心軸線從上至下向后傾斜，其上端與車架1鉸接，下端與車橋4鉸接，鉸接軸線與車橋的軸線平行。當(dāng)車橋4上下移動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧2繞其上端擺動(dòng)，稱螺旋彈簧2的上端為固定端，稱螺旋彈簧2的下端為活動(dòng)端。

擺桿3的前端與車架1鉸接，后端與車橋4鉸接，鉸接軸線均與車橋的軸線平行。擺桿3與車架和車橋鉸接后，擺桿的前端低于后端高度，擺桿3與水平面之間形成一個(gè)夾角a，夾角a為銳角。當(dāng)車橋4相對(duì)車架向上跳動(dòng)時(shí)，擺桿3繞其前端鉸接軸線向上擺動(dòng)，夾角a增大；當(dāng)車橋相對(duì)車架向下跳動(dòng)時(shí)，擺桿3繞其前端鉸接軸線向下擺動(dòng)，夾角a減小。擺桿的前端可視為固定端，后端可視為活動(dòng)端。

螺旋彈簧2的中心軸線與擺桿3處于同一平面內(nèi)，車橋上固設(shè)有鉸接支架，螺旋彈簧與擺桿均通過鉸接支架與車橋?qū)崿F(xiàn)鉸接，保證螺旋彈簧2與擺桿3鉸接在車橋的同一位置處，螺旋彈簧與車橋的鉸接軸線、擺桿與車橋的鉸接軸線同軸。螺旋彈簧2的中心軸線與擺桿3形成平面夾角b，平面夾角b大小為0～90°。在其他實(shí)施例中，螺旋彈簧的中心軸線與擺桿的軸線可以異面，螺旋彈簧與車橋的鉸接軸線、擺桿與車橋的鉸接軸線兩者平行，螺旋彈簧與擺桿分別與車橋的不同位置鉸接，螺旋彈簧的中心軸線與擺桿的軸線形成異面夾角b，夾角b的大小為0～90°。

阻尼器為空氣阻尼器，包括缸體5，缸體5與車架1連接，缸體5內(nèi)上下導(dǎo)向裝配有活塞7，活塞7包括上活塞板和下活塞板，上活塞板與缸體5圍成密閉的上空腔，下活塞板與缸體5圍成密閉的下空腔，上活塞板和下活塞板上均設(shè)有密封圈8，保證了阻尼器的密閉性；密封圈8帶有潤(rùn)滑油，減少活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力。上活塞板和下活塞板通過連接桿固定連接在一起，上活塞板、下活塞板與缸體圍成中空腔，中空腔的側(cè)壁上設(shè)有側(cè)開口。車橋4上固設(shè)有撥桿6，撥桿6由側(cè)開口穿入中空腔中并沿活塞7的徑向與活塞7連接；當(dāng)車橋上下移動(dòng)時(shí)，撥桿隨車橋一起上下移動(dòng)并推動(dòng)活塞7上下移動(dòng)，當(dāng)活塞7向上移動(dòng)時(shí)，上空腔中的空氣受壓，下空腔中的空氣被受拉，上活塞板和下活塞板分別受到向下的作用力；反之，上空腔中的空氣受拉，下空腔中的空氣受壓，上活塞板和下活塞板分別受到向上的作用力。在撥桿6隨著車橋4上下移動(dòng)的過程中，為避免撥桿6受到沿其軸向的拉力或者壓力，撥桿6水平導(dǎo)向穿裝在上活塞板和下活塞板之間的連接桿上，使撥桿6與活塞7實(shí)現(xiàn)活動(dòng)連接。

本實(shí)施例中，缸體5的上空腔與下空腔內(nèi)填充氮?dú)?，密封?邊界帶有測(cè)量氮?dú)饬鲃?dòng)的氣體測(cè)量裝置，氣體測(cè)量裝置連接有報(bào)警器，如果上空腔和下空腔內(nèi)的氣體發(fā)生泄漏，氣體測(cè)量裝置便可檢測(cè)出，并通過報(bào)警器向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使駕駛?cè)藛T能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)阻尼器的氣密性是否良好，保證車輛行駛的安全性。本實(shí)施例中，缸體5為整體式結(jié)構(gòu)，在其他實(shí)施例中，缸體還可以包括分體設(shè)置的上氣缸和下氣缸，上氣缸中導(dǎo)向設(shè)有上活塞，下氣缸中導(dǎo)向設(shè)有下活塞，上活塞、下活塞分別與上氣缸、下氣缸圍成密閉的上空腔和下空腔，上活塞與下活塞之間通過連接桿固連。

正常狀態(tài)下，車輛的車橋4會(huì)受到地面向上的作用力F_N、擺桿3斜向前的拉力F_L、螺旋彈簧2斜向下的彈力F_S，通過受力分析，如圖3中，平移后，彈力F_S、拉力F_L、作用力F_N可圍成一個(gè)三角形，其中，拉力F_L、作用力F_N所在線段形成夾角c，彈力F_S與拉力F_L所在線段形成夾角d，擺桿3與水平面之間的夾角為a，擺桿與螺旋彈簧之間的夾角為b，可以得出c＝90-a，d＝b。另外，設(shè)：螺旋彈簧2的初始長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，螺旋彈簧2壓縮后的瞬時(shí)長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，螺旋彈簧2的彈性系數(shù)為k；再根據(jù)可得出地面對(duì)車橋4的作用力F_N與螺旋彈簧2的壓縮量(L1-L0)之間的關(guān)系式為：

式中：L1-螺旋彈簧2的原始長(zhǎng)度，L0-螺旋彈簧2壓縮后的瞬時(shí)長(zhǎng)度，k-螺旋彈簧2的彈性系數(shù)；

由此得出車輛的懸架剛度

而阻尼力F＝(P1-P0)·S

式中：P1為缸體上空腔和下空腔的壓強(qiáng)之和，P0為外界大氣壓強(qiáng)，S為活塞板的面積；

其中P1、P0的變化快慢取決于阻尼器容積的變化速率，當(dāng)車橋向上或向下跳動(dòng)較快時(shí)，阻尼器內(nèi)空氣體積的變化速率急劇增大，阻尼力F就會(huì)急劇增大，可以實(shí)現(xiàn)快速衰減振動(dòng)量，保證車輛的行駛平穩(wěn)，乘坐舒適。

車輛在行駛過程中，當(dāng)車輛遇到上凸路面時(shí)，車橋4相對(duì)于車架1會(huì)向上跳動(dòng)，車橋4上跳會(huì)驅(qū)動(dòng)螺旋彈簧2繞其固定端逆時(shí)針擺動(dòng)，擺桿3繞其固定端向上擺動(dòng)，螺旋彈簧2逆時(shí)針擺動(dòng)的同時(shí)長(zhǎng)度會(huì)縮短，擺桿3與螺旋彈簧2之間的夾角b增大，sin(b)增大，擺桿3與水平線的夾角a增大，cos(a)值減小，綜合導(dǎo)致車輛的懸架剛度C增大，即隨著車橋上跳量的不斷增大，車輛的懸架剛度C也不斷增大，這樣可減小在車輛過坎時(shí)的上跳量，提高行駛平順性和乘坐舒適性。同時(shí)，隨著車橋上跳，阻尼器產(chǎn)生的阻尼力隨著上車橋跳速度的增大而急劇增大，車輛在遇到大的突起而產(chǎn)生快速上跳時(shí)，阻尼器可產(chǎn)生巨大阻尼力而迅速衰減車輛振動(dòng)，進(jìn)而保證車橋能夠穩(wěn)定的上移，提高車輛行駛平順性和乘坐舒適性。

當(dāng)車輛遇到下凹路面時(shí)，車橋4相對(duì)于車架1會(huì)向下跳動(dòng)，車橋4下跳會(huì)驅(qū)動(dòng)螺旋彈簧2繞其固定端順時(shí)針擺動(dòng)，擺桿3繞其固定端向下擺動(dòng)，螺旋彈簧2順時(shí)針擺動(dòng)的同時(shí)長(zhǎng)度會(huì)伸長(zhǎng)；螺旋彈簧的中心軸線與擺桿3的夾角b減小，sin(b)減小，擺桿3與水平線的夾角a減小，cos(a)值增大，使得車輛懸架剛度C減小，從而會(huì)導(dǎo)致車橋快速下跳；隨著車橋下跳速度增大，阻尼器產(chǎn)生的阻尼力也急劇增大，保證車橋不會(huì)產(chǎn)生大幅振動(dòng)，減弱車輛在通過下凹路面時(shí)的振動(dòng)情況，提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性。綜合以上兩種情況，該懸架系統(tǒng)在車輛通過凹凸路面時(shí)，懸架的剛度會(huì)實(shí)時(shí)改變，阻尼器能夠快速衰減路面激勵(lì)引起的車輛振動(dòng)，提高車輛的行駛平順性和乘坐舒適性。

本實(shí)施例中，擺桿的固定端位于活動(dòng)端的前方，螺旋彈簧的中心軸線從上至下逐漸向后傾斜，螺旋彈簧的固定端位于活動(dòng)端的前方，在其他實(shí)施例中，擺桿的固定端可以位于活動(dòng)端的后方，螺旋彈簧的中心軸線從上至下逐漸向前傾斜，螺旋彈簧的固定端位于活動(dòng)端的后方。其他實(shí)施例中，阻尼器可以省去。阻尼器還可以為油阻尼器或者磁流變減振器。螺旋彈簧還可以替換為氣彈簧或者氣囊。缸體可以與車架固連，也可以兩端分別與車架鉸接。

本實(shí)用新型懸架系統(tǒng)的實(shí)施例，該懸架系統(tǒng)如上述，為避免重復(fù)，在此不做贅述。